Question

【題目】為了保護環境，充分利用資源，可將工業廢棄物轉變成重要的化工原料。回答下列問題：

（1）可用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3，FeCl3具有凈水作用，但腐蝕設備。

①寫出NaClO3氧化酸性FeCl2的離子方程式：__________________________。

②若酸性FeCl2廢液中：c(Fe2+)=2.0×10-2 mol∕L，c(Fe3+)=1.0×10-3 mol∕L，c(Cl－)=5.3×10-2 mol∕L，則該溶液的pH約為_________。

③FeCl3凈水的原理是：___________________________（用離子方程式及適當文字回答）；

（2）可用廢鐵屑為原料，按下圖的工藝流程制備聚合硫酸鐵（PFS），PFS是一種新型的

絮凝劑，處理污水比FeCl3高效，且腐蝕性小。

①酸浸時最合適的酸是______________。

②反應釜中加入的氧化劑，下列試劑中最合適的是____________（填標號）。

a．HNO3 b．KMnO4 c．Cl2 d．H2O2

檢驗其中Fe2+是否完全被氧化，應選擇__________（填標號）。

a．K3[Fe(CN)6]溶液 b．Na2SO3溶液 c．KSCN溶液

③生成PFS的離子方程式為：xFe3+＋yH2O Fex(OH)y(3x-y)+＋yH+欲使平衡正向移動可采用的方法是____________（填標號）。

a．加入NaHCO3 b．降溫 c．加水稀釋 d．加入NH4Cl

Answer 1

【答案】ClO3－＋6Fe2+＋6H+＝Cl－＋6Fe3+＋3H2O 2 Fe3+＋3H2O3H+＋Fe(OH)3，水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質 硫酸 d a ac

【解析】

（1）①酸性條件下，ClO3－將Fe2+氧化為Fe3+，同時Cl元素化合價從+5價降低為-1價，反應的離子方程式為：ClO3－＋6Fe2+＋6H+＝Cl－＋6Fe3+＋3H2O；正確答案：ClO3－＋6Fe2+＋6H+＝Cl－＋6Fe3+＋3H2O；

②根據溶液電荷守恒可得：2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl－)+c(OH-)代入數據計算得：c(H+)=c(OH-)+10-2，根據KW=c(H+)× c(OH-)=10-14可知c(OH-)可以忽略不計，則c(H+)≈10-2，故該溶液pH約為2；

③ Fe3+在溶液中發生部分水解：Fe3+＋3H2O3H+＋Fe(OH)3，水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質，故可作凈水劑；正確答案：Fe3+＋3H2O3H+＋Fe(OH)3，水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質；

（2）①使用硫酸，既能保證鐵屑被充分溶解，又不引入其它酸根離子；正確答案：硫酸；

②為了不引入其它雜質離子，反應釜中最合適的氧化劑是H2O2，故選d項；

K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+反應生成藍色沉淀，因此若溶液中Fe2+未被完全氧化，則產生藍色沉淀，若Fe2+被完全氧化，則無藍色沉淀，故選a項；

③a、NaHCO3 可以與 H+反應使得H+濃度降低，使得平衡正向移動，故選a項；

b、水解反應為吸熱反應，降低溫度使得平衡逆向移動，故不選b項；

c、加水稀釋，促進水解，即平衡正向移動，故選c項；

d、NH4Cl水解使溶液顯酸性，可以抑制Fe3+水解，平衡逆向移動，故不選d項；

綜上分析可知只有ac符合題意；正確選項ac。